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番外 · 题谱 · 2005 · P12

2005 IMO Shortlist S12

数论 · P3/P6 · 压轴题

题面据 IMO Shortlist 可核档案整理;中文题意为本站自译,公式请以原始来源为准。

IMO Shortlist 2005 S12 number-theory

Find all pairs of integers a,ba,b for which there exists a polynomial P(x)Z[X]P(x) \in \mathbb{Z}[X] such that product (x2+ax+b)P(x)(x^2+ax+b)\cdot P(x) is a polynomial of a form xn+cn1xn1++c1x+c0x^n+c_{n-1}x^{n-1}+\cdots+c_1x+c_0 where each of c0,c1,,cn1c_0,c_1,\ldots,c_{n-1} is equal to 11 or 1-1 .

查找存在多项式 P(x)Z[X]P(x) \in \mathbb{Z}[X] 的所有整数对 a,ba,b,使得乘积 (x2+ax+b)P(x)(x^2+ax+b)\cdot P(x)xn+cn1xn1++c1x+c0x^n+c_{n-1}x^{n-1}+\cdots+c_1x+c_0 形式的多项式,其中每个c0,c1,,cn1c_0,c_1,\ldots,c_{n-1} 等于 111-1

提示 1

先看同余、整除、最大公因数和 p 进赋值。

提示 2

把整数条件转成同余方程、指数比较或下降过程。

提示 3

若要存在性,用构造;若要唯一性,用最小反例、无限下降或模限制。

完整解答

这页先给题面、题型和提示阶梯,完整证明留给读者逐步展开。2005 年 IMO Shortlist S12 可先归入数论:第一步把题设翻成对象、条件、目标三行;第二步沿提示寻找不变量、标准构型或关键变形;第三步补齐边界情形,并回到题目原要求核对。

这题适合先独立想一轮再打开提示。不要急着搜索完整解答,先问自己:题面里最硬的限制是哪一句?